[理化生]第3章 原子結構與周期表a-文庫吧

【正文】 r↗ , E↗ ； r↘ , E↘ （負值） ? ? （ r : 電子離核距離） 0 電子能量 負值 表示它受原子核吸引 E r 氫原子的電子能級 (能量量子化 ) E = (Z2 / n2) eV (n = 1, 2, 3, 4…) 能量量子化 模擬 示意圖 上 :能量連續變化 。 中、下：能量量子化 → → n2 = 3 n1 = 2 n2 = 4 n1 = 2 → 單電子 原子或離子 基態 的電子能量 ?????????????????????3222322222BeLiHeH1 1 14: 2 13:12:He電子能量：＝＝＝seVeVEBeeVeVELieVeVEEn = (Z2 / n2) eV 基態電子排布 : 1s1 (n = 1 ) 3. 電子 在 不同軌道之間躍遷 （ transition）時 ,會 吸收或幅射光子 ，其能量取決于躍遷前后兩軌道 的能量差： E 光子 = E2 – E1 = h? = hc/ ? （ ） （真空中光速 c = ?108 m?s1， h = 1034 J?s ） 代入（ ）式，且 H原子 Z = 1, 則光譜頻率 ?為 ： 里德堡常數 R = ? 1015 s1, 與 （ ）式完全一致。 這就解釋了氫原子光譜為什么是不連續的線狀光譜。 （一）要點： 3個基本假設（續） )n1n1)((s103 . 2 9 8)n1n1(sJ106 . 6 2 6J102 . 1 7 9)n1n1(hJ102 . 1 7 9hEEV22211152221341822211812????????????????? （二）局限性 1. 只限于 解釋氫原子或類氫離子（ 單電子體系 ） 的光譜，不能解釋 多電子原子的光譜 。 2. 人為地 允許某些物理量（電子運動的軌道角動量 和電子能量） “ 量子化 ”，以 修正經典力學（牛頓 力學）。 三、微觀粒子的 波粒二象性 ? 波動性 ——衍射、干涉、偏振 … ? 微粒性 ——光電效應 (Einstein, 1905. 左下圖 )、實物發射或吸收光 …… （與光和實物互相作用有關） 例： 光的波粒二象性 能量 E = h? （ ） 動量 p = h / ? （ ） E, p — 微粒性 ?, ? — 波動性 通過 h 相聯系 （二）實物粒子的波粒二象性 (續 ) ? 1924年，年輕的法國物理學家 Louis de Broglie（德布羅意）提出 實物粒子具有 波粒 二象性 。他說： “ 整個世紀以來，在 光學 上，比起 波動 的研究方法，是過分忽略了 粒子 的研究方法；在 實物理論 上，是否發生了 相反的錯誤 呢？ 我們是不是 把 粒子 圖象想得太多， 而過分地 忽略了波 的圖象？ ” 他提出： 電子、質子、中子、原子、分子、離子 等 實物粒子 的波長 ? = h / p = h / mv （ ） 3年之后，（ 1927年）， （戴維遜）和（革末）的 電子衍射實驗 證實了 電子運動 的 波動性 ——電子衍射圖 是 電子“波”互相干涉 的結果，證實了de Broglie的預言。 電子衍射實驗 證實了 電子運動的波動性 1927年 Werner Heisenberg（海森堡 , 1901 1976）提出。 測不準原理 —測量 一個粒子的 位置的不確定量 ?x,與測量該粒子在 x方向的 動量分量的不確定量 ?px的乘積 ， 不小于一定的數值 。 即： ?x ? ?px ? h / 4? （ ） 或 : p = mv , ?px = m?v, 得 : 顯然， ?x ? ,則 ?px ?。 ?x ? ,則 ?px ?。 然而， 經典力學認為 : ?x 和 ?px 可以同時很小。 （三） 測不準原理 （ The Uncertainity principle） xmh??? ?? 4（三） 測不準原理 (續 ) ? 例 1. 對于 m = 10 g的子彈，它的 位置 可精確到 ?x ＝ cm,其 速度 測不準情況為： xmh?????4233410 6 . 6 2?????????? ?? ??? sm（三） 測不準原理 (續 ) 例 2. 微觀粒子如 電子 , m = ? 1031 kg, 半徑 r = 1018 m，則 ?x至少要達到 1019 m才相對準確，則其 速度 的 測不準情況為： =? 1034 / (4 ? ? ? 1031 ? 1019 ) = ? 1014 xmh?????4（三） 測不準原理 （續） ； 。 經典力學 → 微觀粒子運動 →